第八章  第四节  渐开线齿轮的切齿原理

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    一、加工方法简介

铸造法:冲压法、挤压法

切削法:仿形法、展成法

二、仿形法→铁削法☆ 、拉削法

(铣削法加工)

圆盘铣刀、指状铣刀

圆盘铣刀的外形和齿轮的齿槽形状相同。铣齿时,将毛坯安装在机床工作台上,圆盘铣刀绕其自身轴线旋转,而毛坯沿平行于齿轮轴线方向,作直线移动,

铣出一个齿槽后,将齿轮毛坯转过,再铣第二个齿槽,依此类推。

仿形法加工特点:①无须专用机床;②加工精度低(生产效率低)

(∵齿轮齿廓的形状由基圆决定的,,∴对m,α相同的一套

齿轮,欲制造精确,需每一种齿数配一把齿刀,这是不可能的。为简化刀具数量,采用八把一套或十五把一套铣刀,其每把铣刀可切削齿数在一定范围内的齿轮。为保证加工出来的齿轮在啮合时不会被卡住,每一号铣刀的齿形都是按所加工的一组齿轮中齿的最少的那个齿轮的齿形制成的。因此,当用这把铣刀切削同组齿轮中其他齿数的齿轮时,齿形有误差。)

三、展成法(范成法、包络法)

1、展成原理:找共轭齿廓(一对渐开线齿廓是共轭齿廓,因此当刀刃齿廓是渐开线时,加工出齿轮的齿廓也一定是渐开线)

2、展成加工方法:

1)齿轮插刀切齿轮,图8-36a

   

展成运动;切削运动;辅助运动

2)齿条插刀切制齿轮,,图8-37a

    刀具纹作切削运动,而坯不仅以W旋转,还要以V相对刀具作反方向的展成移动。

3)滚刀切制齿轮,图8-38b

3、特点:①被加工齿轮的模数和压力角相同。

②一把刀具可加工出任意齿数的齿轮。

 

四、标准齿条形刀具切制标准齿轮

1、刀具

刀具齿顶线(区别刀具顶刀线)

    中线

被加工齿轮:

要求: ∴刀具比标准齿条在齿顶部高出一段

2、切制标准齿轮

将轮坯的外圆按被切齿轮的齿顶圆直径预先加工好。

将刀具的中线与轮坯的分度圆相切。(见图8-29

→齿轮和刀具有相同的模数和压力角

展成运动相当于无侧隙啮合。齿轮的齿厚=刀具的齿槽宽=

∴加工出的齿轮为标准齿轮。

 

、渐开线齿廓的根切现象

1、            根切:

危害:①切掉部分齿廓;

②削弱了齿根强度;

③严重时,切掉部分渐开线齿廓,降低重合度。

2、齿轮不发生根切的最少齿数

, ∴

 

六、变位目的

1、            避免根切

2、改善小齿轮的寿命(大传动比时,使小齿轮齿厚增大,大齿轮齿厚减小,使一对齿轮的寿命相当)

    3、凑中心距 

    *——外啮合,无法安装;

                  

七、齿轮的变位

1、这种用改变刀具与轮坯径向相对位置来切制齿轮的方法称径向变位法。

变位齿轮

xm——移距或变位

    x——移距系数或变位系数

规定:远离:   ,   

            正变位   零变位    负变位

切削变位齿轮:分度圆不变,节线变

变位齿轮和标准齿轮相比:mαr齿距、rb、不变,齿廓由相同的基圆展成,齿厚、齿顶高、齿根高变化。

齿廓由相同的基圆展成,P193

2、最小变位系数(变位齿轮不发生根切的现象的条件)

图: 

    

   

   a

由式(a)得 当,正变位,

采用负变位也不会发生根切。

 

八、变位齿轮的尺寸变化及计算

1、分度圆上的齿厚

见图:刀具节线的齿槽宽比中线齿槽,∴被切齿轮分度圆上的齿厚增加

在△IJK中:

分度圆的齿厚:

(了解)任意图的齿厚:

2、齿顶高和齿根高

齿根高:刀具加工节线到顶开线之间的距离

对正变位:

见图:

对负变位:x<0比标准增加

∴变位齿轮的齿根圆半径:

齿顶高:∵变位齿轮的分度圆与相应标准齿轮的分度圆一样,

∴变位齿轮的齿顶高仅决定于轮坯顶圆的大小。

    为保证齿全高

对正变位:∵,∴

负变位:

 

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